【多线程编程学习笔记10】使用条件变量实现线程同步

申明：本学习笔记是在该教程的基础上结合自己的学习情况进行的总结，不是原创，想要看原版的请看C语言中文网的多线程编程（C语言+Linux），该网站有很多好的编程学习教程，尤其是关于C语言的。

假设一个进程中包含多个线程，这些线程共享变量 x，我们希望某个（或某些）线程等待 "x==10’ 条件成立后再执行后续的代码，该如何实现呢？

您可能想到用 while 循环实现，例如：

void* threadFun(void * args){
    while(x != 10){
        sleep(5);
    }
    // 待条件成立后，执行后续的代码
}

当线程执行此函数时，会判断 x 的值是否等于 10，如果不等则间隔 5 秒后再重复判断，直到 x 的值等于 10 ，线程才能执行后续的代码。

直观上看，while 循环确实能够阻塞线程，但这种方法存在严重的效率问题。当线程因条件不成立进入等待状态时，如果此时恰好有另一个线程将 x 的值改为 10，该线程必须等待 5 秒后才能继续执行。如果我们将等待时间缩短（或者直接将 sleep(5) 注释掉），线程将反复判断 x 的值是否等于 10，它可能会一直霸占着 CPU 资源，导致其它线程无法执行，x 变量的值会出现“长时间不改变”的情况。

针对类似的场景，我们推荐您用条件变量来实现。和互斥锁、信号量类似，条件变量本质也是一个全局变量，它的功能是阻塞线程，直至接收到“条件成立”的信号后，被阻塞的线程才能继续执行。

一个条件变量可以阻塞多个线程，这些线程会组成一个等待队列。当条件成立时，条件变量可以解除线程的“被阻塞状态”。也就是说，条件变量可以完成以下两项操作：

• 阻塞线程，直至接收到“条件成立”的信号；
• 向等待队列中的一个或所有线程发送“条件成立”的信号，解除它们的“被阻塞”状态。

为了避免多线程之间发生“抢夺资源”的问题，条件变量在使用过程中必须和一个互斥锁搭配使用。如果您不了解互斥锁或者对互斥锁一知半解，请先阅读《Linux互斥锁实现线程同步》一文。

条件变量的具体用法

POSIX 标准中，条件变量用 pthread_cond_t 类型的变量表示，此类型定义在<pthread.h>头文件中。举个例子：

#include <pthread.h>pthread_cond_t myCond;

由此，我们就成功创建了一个条件变量。要想使用 myCond 条件变量，还需要进行初始化操作。

1) 初始化条件变量

初始化条件变量的方式有两种，一种是直接将 PTHREAD_COND_INITIALIZER 赋值给条件变量，例如：

pthread_cond_t myCond = PTHREAD_COND_INITIALIZER;

还可以借助 pthread